保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法技术

本发明专利技术提供了一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行抽采；准备步骤，在保护层煤层气含量达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采；生产步骤，在目标层煤层气含量达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层进行本层位煤层气抽采。其具有能够对煤炭与煤层气开发进行合理规划,使煤层气抽采和煤炭开采做到有序衔接，从而实现了煤与煤层气的一体化协调开发，同时通过对煤层气的井上下联合立体抽采，提高了煤层气的采收率的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采煤
，特别涉及一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法。
技术介绍
在煤炭开采工作中，煤层群赋存地质条件多样，煤层气(瓦斯)抽采和煤炭开采工序复杂，煤层气抽采与煤炭生产的采、掘、运、支、管环节相互关联。煤层气抽采受到煤炭开采时间顺序、空间布局、采掘部署等方面的制约。目前在煤炭的采掘工作中对煤层气的抽采，均是在两个阶段进行，1煤炭开采阶段：该阶段将煤炭开采划分为首采层选择、开拓准备、首采层煤炭回采、邻近层煤炭开采等次一级小的阶段，在煤炭开采之前对煤层气超标区域进行煤层气抽采，以达到国家安全标准；2、煤炭采后阶段：在煤炭开采工作面推进过程中形成的采空区，主要以上隅角埋管抽采采空区煤层气，以保障采煤工作面上隅角煤层气达标，地面及矿井其它井巷无抽采工程。现有的煤炭开采工艺仅从安全的角度抽采煤层气，没有合理的煤炭与煤层气开发规划，没有明确的协调开采的时空关系，无法保证煤层气抽采时间、地点与效果，煤炭开采和煤层气抽采不能做到有序衔接，使得煤炭开采生产接续失调，影响煤矿正常安全生产，而且缺乏对煤层气的井上下联合抽采完整的技术体系。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对煤炭与煤层气开发进行合理规划的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，该方法能够使煤层气抽采和煤炭开采有序衔接，同时能够实现对煤层气的井上下联合抽采。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行预抽采；准备步骤，在保护层煤层气抽采达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采；生产步骤，在目标层煤层气抽采达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层进行本层位煤层气抽采。所述保护层为无突出危险或突出危险性小的薄煤层。较优地，所述准备步骤中，对保护层进行本层位煤层气抽采包括：在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。较优地，所述准备步骤中还包括保护层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和地面钻井的方式，对保护层采空区的煤层气进行抽采。较优地，所述生产步骤中，对目标层进行本层位煤层气包括：在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。较优地，所述准备步骤中，对目标层煤层气进行预抽采包括：利用高位钻场和/或高抽巷和/或顺层钻孔和/或穿层钻孔和/或地面井对目标层进行煤层气抽采。较优地，所述生产步骤中还包括目标层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和/或地面钻井的方式，对目标层采空区的煤层气进行抽采。较优地，所述煤层气钻井的数量为多个，多个所述煤层气钻井形成间距为200至400米的井网。较优地，所述目标层的数量至少为一个。本专利技术的有益效果是：能够对煤炭与煤层气开发进行合理规划,使煤层气抽采和煤炭开采做到有序衔接，同时能够实现对煤层气的井上下联合立体抽采。附图说明图1为本专利技术的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法流程图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行预抽采。准备步骤，在保护层煤层气抽采达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采。生产步骤，在目标层煤层气抽采达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层层进行本层位煤层气抽采。在实际工作中为了将煤与煤层气协调开发，将时间和空间合理安排衔接，可将工作区域分为远景规划区、准备区、生产区和采空区。可以理解为远景规划步骤中的工作在远景规划区实施，准备步骤在准备区实施，生产步骤在生产区实施。在远景规划步骤中，对保护层的确定是通过常规工作手段对煤层群的煤炭和煤层气资源进行勘查，根据勘查结果对资源赋存特征进行分析，得出分析结果后，选择无突出危险或突出危险性小的(薄)煤层为保护层。确定好保护层之后，在地面设置煤层气钻井，将钻井打到保护层位置，对保护层的煤层气进行抽采(也称地面预抽采)，较优地，煤层气钻井的数量为多个，并且多个煤层气钻井形成间距为200至400米的井网，这样能够结合煤层气钻井的抽采能力对保护层的煤层气进行全方位抽采，避免出现死角。实践证明，通过地面设置的煤层气钻井队保护层的煤层气抽采5至10年，保护层的煤层气采收率一般达到30％～50％。这样能够使煤层气的回收率大大提高，减少了资源的浪费。在准备步骤中，首先确认保护层煤层气含量是否达标，即当保护层煤层气含量在8m3/t以下或煤层气压力在0.74MPa(表压)以下，这是可以认定为保护层的煤炭具备开采条件，这时可以对保护层的煤炭进行开采。在对保护层煤炭进行开采的同时，对保护层进行本层位煤层气抽采，即在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采，具体的做法可以是，井下保护层(首采层)底板大巷开拓(距离煤层底板一般为20～30m，避开煤层底板采动破坏带)，施工完成后地面钻井采用压裂增透技术、井下底板巷道进行上向穿层钻孔预抽保护层煤层气，采用这种井上下联合的方式预抽1～5年，保护层的煤层气采收率达到35％～60％。需要说明的是，在准备步骤中对保护层煤层气的抽采可以在保护层开拓掘进过程中和保护层的煤炭开采过程中进行。由于目标层是保护层的邻近层，保护层抽采达标后进行保护层煤炭的安全回采，且在空间上正在开采的保护层工作面，在倾斜方向上应超前被保护层工作面1～2个区段，伴随着保护层煤层的采出，采场应力变化，煤层顶板岩层发生移动、变形、破坏，形成垮落带、裂缝带和弯曲下沉带，利用保护层开采卸压作用抽采保护层和目标层(邻近层)煤层气。具体地，对目标层煤层气进行预抽采包括：利用高位钻场和/或高抽巷和/或顺层钻孔和/或穿层钻孔和/或地面井对目标层进行煤层气抽采。即在保护层煤层回采阶段利用高位钻场、高抽巷、顺层钻孔、穿层钻孔、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于:包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行预抽采；准备步骤，在保护层煤层气抽采达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采；生产步骤，在目标层煤层气抽采达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层进行本层位煤层气抽采。

【技术特征摘要】
1.一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于:
包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋
存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行预
抽采；
准备步骤，在保护层煤层气抽采达标后，开采保护层煤炭，并对保护层
进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采；
生产步骤，在目标层煤层气抽采达标后，开采目标层煤炭，同时对目标
层进行本层位煤层气抽采。
2.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发
方法，其特征在于：
所述保护层为无突出危险或突出危险性小的薄煤层。
3.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发
方法，其特征在于：
所述准备步骤中，对保护层进行本层位煤层气抽采包括：在保护层的顶
板、底板以及煤层进行钻孔抽采。
4.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发
方法，其特征在于：
所述准备步骤中，对目标层煤层气进行预抽采包括：利用高位钻场和/或
高抽巷和/或顺层钻孔和/或穿层钻孔和/或地面井对目标层进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊振丽，胡炳南，徐乃忠，申宝宏，刘见中，张刚艳，张风达，颜丙双，李磊，宋业杰，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11